CN207399531U - 新能源汽车加热器加热元件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新能源汽车加热器加热元件，包括加热器壳体、缓冲层、第一陶瓷绝缘层、加热层、第二陶瓷绝缘层、加热元件电极；所述第一陶瓷绝缘层、第二陶瓷绝缘层为氧化铝陶瓷绝缘层，所述缓冲层喷涂于加热器壳体的加热区域，所述缓冲层由镍铬合金组成，所述第一陶瓷绝缘层喷涂于缓冲层上，所述加热层喷涂于第一陶瓷绝缘层上，所述第二陶瓷绝缘层喷涂于加热层上，2个加热元件电极分别连接于加热层的两端。本实用新型的汽车加热器加热元件电阻值不随温度的变化而发生变化，本实用新型加热元件材料直接喷涂到加热器本体上，减少热量交换损失，提高热传导效率。

Description

新能源汽车加热器加热元件

技术领域

本实用新型涉及一种新能源汽车加热器，尤其涉及新能源汽车加热器加热元件，属于汽车设备技术领域。

背景技术

在当前全球汽车工业面临金融危机和能源环境问题的巨大挑战下，新能源电动汽车得到迅速发展，电加热器作为新能源汽车的热能来源，为电池包、驾驶舱、车窗等其他设备加热。传统新能源汽车加热器常采用PTC材料加热，但PTC材料存在以下缺点：PTC材料的阻值会随着加热区域温度升高而增加，这样就会出现同等电压条件下，加热功率下降的情况，不能恒功率加热，且PTC加热器存在老化衰减现象，在加热器长时间运行后，PTC加热元件的功率输出会出现很大程度上的衰减现象，这对其工作效率是极其不利的。

为了克服现有技术中存在的缺陷，研制一种不会因工作温度的变化而导致加热体阻值变化的汽车加热器，以保持加热功率恒定，具有重要实际意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新能源汽车加热器加热元件，采用镍铬合金作为加热器的加热元件材料，在一个较大的温度范围内，保持一恒定阻值，解决长时间工作后功率衰减的问题。

本实用新型的目的通过以下技术方案予以实现：

一种新能源汽车加热器加热元件，包括加热器壳体1、缓冲层2、第一陶瓷绝缘层3、加热层4、第二陶瓷绝缘层5、加热元件电极6；所述第一陶瓷绝缘层3、第二陶瓷绝缘层5为氧化铝陶瓷绝缘层，所述缓冲层2喷涂于加热器壳体1的加热区域，所述缓冲层2由镍铬合金组成，所述第一陶瓷绝缘层3喷涂于缓冲层2上，所述加热层4喷涂于第一陶瓷绝缘层3上，所述加热层4由镍铬合金组成，所述第二陶瓷绝缘层5喷涂于加热层4上，2个加热元件电极6分别连接于加热层4的两端。

本实用新型的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：

前述新能源汽车加热器加热元件，所述加热层4呈条状蛇形分布于第一陶瓷绝缘层3上。

前述新能源汽车加热器加热元件，所述加热层4以冷气体喷涂法喷涂于第一陶瓷绝缘层3上，所述冷气体喷涂法包括以下步骤：

将镍铬合金研磨成直径为0.005-0.06mm的粉末颗粒；

以氩气或氮气作为保护气体，将保护气体加速到四倍于音速，以保护气体将镍铬合金粉末颗粒冲击到第一陶瓷绝缘层3表面，镍铬合金粉末颗粒依附于第一陶瓷绝缘层3表面。

前述新能源汽车加热器加热元件，所述加热层4以火焰喷涂法喷涂于第一陶瓷绝缘层3上，所述火焰喷涂法包括以下步骤：

将镍铬合金研磨成直径为0.005-0.06mm的粉末颗粒；

将镍铬合金粉末颗粒通过送粉管注入到火焰中，火焰温度为2500℃，火焰将镍铬合金粉末颗粒加热至熔融、半熔融状态；

以氩气或氮气作为保护气体，以保护气体气流冲击镍铬合金粉末颗粒使其雾化，并以2000m/s的速度喷射到第一陶瓷绝缘层3上，形成致密的加热层4。

前述新能源汽车加热器加热元件，所述加热层4以等离子喷涂法喷涂于第一陶瓷绝缘层3上，所述等离子喷涂法包括以下步骤：

将镍铬合金研磨成直径为0.005-0.06mm的粉末颗粒；以氩气或氮气作为工作气体；

喷枪的钨电极和喷嘴分别接电源负极和正极，以高频火花引燃电弧，使工作气体在电弧的作用下电离成等离子体；在机械压缩效应、自磁压缩效应和热压缩效应的联合作用下，电弧被压缩，形成非转移型等离子弧；将镍铬合金粉末颗粒送入等离子弧，镍铬合金粉末颗粒被加热至熔融或半熔融状态并随等离子流高速撞击第一陶瓷绝缘层3表面，形成致密的加热层4。

前述新能源汽车加热器加热元件，其中镍铬合金研磨成直径为0.015-0.045mm的粉末颗粒。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：汽车加热器加热元件电阻值不随温度的变化而发生变化，本实用新型加热元件材料直接喷涂到加热器本体上，减少热量交换损失，提高热传导效率。本实用新型的加热元件，长时间工作后，不存在功率衰减情况。

附图说明

图1是本实用新型的新能源汽车加热器加热元件结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型的新能源汽车加热器加热元件，包括加热器壳体1、缓冲层2、第一陶瓷绝缘层3、加热层4、第二陶瓷绝缘层5、加热元件电极6；所述第一陶瓷绝缘层3、第二陶瓷绝缘层5为氧化铝陶瓷绝缘层，所述缓冲层2喷涂于加热器壳体1的加热区域，所述缓冲层2由镍铬合金组成，缓冲层2作为加热器壳体1和第一陶瓷绝缘层3之间的粘合层，能够提高其他层附着于加热器壳体1上的牢固性。

所述第一陶瓷绝缘层3喷涂于缓冲层2上，其厚度根据所需陶瓷耐压决定。所述加热层4喷涂于第一陶瓷绝缘层3上，所述加热层4由镍铬合金组成，其厚度是根据加热层所需阻值决定，所述第二陶瓷绝缘层5喷涂于加热层4上，2个加热元件电极6分别连接于加热层4的两端。所述第一陶瓷绝缘层3、第二陶瓷绝缘层5用于各层之间的电气绝缘隔离。

所述加热层4呈条状蛇形或者其他类似形状的分布于第一陶瓷绝缘层3上，且加热元件条之间预留一定的安全距离，这样做的目的一是为了确保加热区域温度的均衡一致性，二是为了防止加热元件间的电气安全隔离，防止加热元件间的短路。

本实用新型采用的喷涂方法有等离子喷涂法，冷气体喷涂法、火焰喷涂法等，首先将镍铬合金研磨成直径为0.005-0.06mm的粉末颗粒；因为这种直径的粉末对喷涂方法来说是很有利的，不会因为材料粒径较大而导致喷枪的堵塞。

实施例一，所述加热层4以冷气体喷涂法喷涂于第一陶瓷绝缘层3上，所述冷气体喷涂法包括以下步骤：

以氩气或氮气作为保护气体，将保护气体加速到四倍于音速，以保护气体将镍铬合金粉末颗粒冲击到第一陶瓷绝缘层3表面，直击到基体表面后发生物理形变，镍铬合金粉末颗粒依附于第一陶瓷绝缘层3表面，整个过程中镍铬合金不需要被融化。

实施例二，所述加热层4以火焰喷涂法喷涂于第一陶瓷绝缘层3上，所述火焰喷涂法包括以下步骤：

将镍铬合金粉末颗粒通过送粉管注入到火焰中，火焰温度为2500℃，火焰将镍铬合金粉末颗粒加热至熔融、半熔融状态；

以氩气或氮气作为保护气体，以保护气体气流冲击镍铬合金粉末颗粒使其雾化，并以2000m/s的速度喷射到第一陶瓷绝缘层3上，形成致密的加热层4。由于镍铬材料的熔融、半熔融状态在喷射到达氧化铝陶瓷绝缘层前温度已经开始降低，因此在到达加热器喷涂区域时的温度会大范围的降低，这样加热区域的温度低，残留应力小，既不会损坏加热器本体的平整度，也对加热元件涂层的致密性起到一定的作用。

实施例三，所述加热层4以等离子喷涂法喷涂于第一陶瓷绝缘层3上，所述等离子喷涂法包括以下步骤：

以氩气或氮气作为工作气体,喷枪的钨电极和喷嘴分别接电源负极和正极，以高频火花引燃电弧，使工作气体在电弧的作用下电离成等离子体；在机械压缩效应、自磁压缩效应和热压缩效应的联合作用下，电弧被压缩，形成非转移型等离子弧；将镍铬合金粉末颗粒送入等离子弧，镍铬合金粉末颗粒被加热至熔融或半熔融状态并随等离子流高速撞击第一陶瓷绝缘层3表面，形成致密的加热层4。

在上述几种工艺中，镍铬合金研磨成直径为0.015-0.045mm范围内的粉末颗粒，喷涂涂层孔隙率、致密性都是最好，最适合于加热功能涂层的制作。

在上述几种工艺中，喷涂到氧化铝陶瓷上的材料不需要再进行烘烤工艺，因此也就不需要再受到高温烘烤，对温度耐受性就没有明显的要求，非常适合铝制加热器的要求，因为铝制加热器本体在600℃以上的高温烘烤时，会出现部分熔化现象。

加热器运行时，外部施加电压，通过控制器的实时脉宽调制，来达到所需的目标功率，由于镍铬材料的阻值稳定性不会随温度的变化而变化，相对保持在初始阻值不变，因此能够保证加热器在一恒定占空比条件下的恒功率工作。

现有的新能源汽车加热器常采用PTC元件加热，需要在PTC元件发热元件外面包裹一层钢罩，PTC元件通电产生的热量通过PTC元件与钢罩之间的空气传导至钢罩，再通过钢罩与外面的水流进行热交换，该方案通过空气传导存在热量损失的缺点。本实用新型加热元件材料直接喷涂到加热器本体上，减少了热量交换损失，提高了热传导效率。本实用新型的加热元件采用镍铬合金，长时间工作后，不存在功率衰减情况。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。

Claims (2)

1.一种新能源汽车加热器加热元件，其特征在于，包括加热器壳体、缓冲层、第一陶瓷绝缘层、加热层、第二陶瓷绝缘层、加热元件电极；所述第一陶瓷绝缘层、第二陶瓷绝缘层为氧化铝陶瓷绝缘层，所述缓冲层喷涂于加热器壳体的加热区域，所述缓冲层由镍铬合金组成，所述第一陶瓷绝缘层喷涂于缓冲层上，所述加热层喷涂于第一陶瓷绝缘层上，所述加热层由镍铬合金组成，所述第二陶瓷绝缘层喷涂于加热层上，2个加热元件电极分别连接于加热层的两端。

2.如权利要求1所述的新能源汽车加热器加热元件，其特征在于，所述加热层呈条状蛇形分布于第一陶瓷绝缘层上。